基于msp430单片机的智能小车设计与实现.pdf

第30卷第6期孝感学院学报 ? ?2010年11月 JOURNAL?OF?XIAOGAN?UNIVERSITY ?基于MSP430单片机的智能小车设计与实现陈晶晶(龙岩学院物理与机电工程学院,福建龙岩364012) 摘?要:介绍了一种以MSP430单片机作为核心控制单元的智能小车的设计方法。由安装在车头和轮胎上的传感器负责采集各种信号,并将采集到的电平信号传给单片机,单片机经过处理后控制电机,完成小车的前进,转向和路程显示功能。给出了小车系统的硬件和软件设计方法,经过实际测试,能够完成所有功能。该设计可用在自动停车系统和工厂的运料车上。关键词:智能小车;传感器;单片机;路面检测中图分类号:TP24??文献标识码:A??文章编号:1671-2544(2010)06-0055-03 ??随着计算机技术、信息技术和人工智能技术的飞速发展,智能车的使用越来越普及,相对于传统的汽车而言,智能小车有着更好的安全性、机动性和广泛的适用性[1]。与此同时,科学技术和生产力的发展也使智能车在探险、排爆以及工厂运料等领域发挥的作用逐渐增大。因此,智能车的研制问题也成为一个热门。本文着重介绍了以 msp430单片机作为核心控制单元,通过处理外部传感器传回的数据,自动实现巡线、避障等功能。 1?方案设计??本智能车采用TI公司的msp430单片机作为唯一的核心控制单元,该系列单片机具有功耗低,功能强大,接口丰富等优点[2]。通过此芯片设计出的智能小车具有省电和抗外部干扰强的优点,可以长时间在恶劣环境下工作。小车系统一共由电源模块、电机驱动模块、路面探测模块和路程计算模块组成。电源模块采用灵活方便的单电源供电模式,为所有模块供电。路面探测模块使用反射式红外传感器负责采集各种路面信息,并将采集到的信号反馈给核心控制单元,核心控制单元对采集到的信号进行处理和判别,产生不同占空比的PWM波形分别控制转向电机、前进与后退电机。路程计算模块则采用霍尔传感器,对车轮的转数计数,最后计算出总的行驶路程。系统结构如图1所示。图1?系统结构图 2?硬件系统设计 ?电源电路电源模块使用灵活方便的单电源供电方式, 这种供电方式非常简单和方便,通过7805芯片稳压芯片提供5伏电压,分别给路面检测电路,车速检测电路和LED显示电路供电,而电机驱动模块中的马达则直接由干电池供电(如图2)。图2?电源电路??收稿日期:2010-05-22 ??作者简介:陈晶晶(1982??),女,福建龙岩人,龙岩学院物理与机电工程学院教师,硕士。? 55 ? ?电机驱动电路直流H桥功放电路是用于控制电机正转和反转的基本电路,此电路可使电机通过输入端的改变来控制电机的转向。本设计中小车采用后轮驱动控制进退,前轮通过转向电机控制方向。因此通过对电机转向的控制可以实现小车的前进与后退以及前轮的左转和右转。电路如图3所示。图3?电机驱动电路 ?路面检测电路此模块使用反射式红外光电管作为车头的传感器,当反射式红外管扫过路面的颜色较深的线时,受反射光线强弱的影响,异或门的输出电平会发生改变,并将此电压信号的变化传递给单片机, 单片机经过处理后再控制电机电路,调整小车的方向和车速。电路如图4所示。图4?路面探测电路 ?车速检测车速检测通过装在小车后轮上的霍尔传感器将车轮转过的